Hvordan beregne kraften som trengs for å flytte en bil

Kjenne den kraften som kreves for å flytte en bil er viktig i prosjekteringen av bil eller andre transportmidler enhet - fra vogner til romfergen. Heldigvis finnes det enkle fysiske lover som regulerer denne type bevegelse som er universelt anvendelig. Denne artikkelen forklarer Newtons andre lov som gjelder akselerasjon av en bil.

Bruksanvisning

Bruk Newtons andre lov

1 Bruk Newtons andre lov som sier at når to eller flere objekter samhandle med hverandre det er en kraft som virker på dem. Det er to generelle typer krefter: kontaktkrefter (anvendt kraft, friksjon og andre) og at-a-avstand eller feltstyrker (gravitasjon, elektrisk og magnetisk).

2 Fokus på den påførte kraft til bilen. Dersom bilen står på flat mark og friksjon er ubetydelig (som er sann hvis den er oppblåst dekk, og beveger seg langsomt), og den kraft som kreves for å akselerere bilen er gitt ved kraften = ganger masse akselerasjon eller F = M x en. I henhold til dette, selv en meget liten kraftmengde er tilstrekkelig til å bevege en bil, om enn langsomt.

3 Bruke masse "M" av bilen i spørsmålet i kilo (1 kg = 2,2 pounds) og akselerasjon "en" ønsket i meter per sekund squared, setter parametrene i Newtons andre lov ligningen for å få kraften "F" nødvendig kilogram meter per sekund squared, som tilsvarer den grunnleggende enhet av makt, Newton.

Hvis bilen står i oppoverbakke

4

Betrakt den perpendikulære komponent av nedadrettet kraft i tillegg til den kraft som kreves for å akselerere.

5 Beregn den nedadrettede kraft på grunn av tyngdekraften ved å multiplisere bilens masse i kilo med standard tyngdekraft akselerasjon konstant, 9,8 meter per sekund kvadrat.

6 Beregn vinkelrett del av denne kraften ved å multiplisere det med cosinus til 90 grader minus skråning, som også kan kalles theta, som er vist på bildet (ned kraft x cos (90-stigning) = ned kraft x cos (theta ) = vinkelrett kraftkomponent).

For eksempel: den oransje Jeep vist ovenfor veier 3200 pounds (1450 kg), og sitter på en 30 graders stigning. Kraften fra tyngdekraften virker på Jeep i den retningen det kan rulle (normalen komponenten av kraften) er den nedadgående kraft (9,8 x 1450 = 14 250 Newton) ganger cosinus til 90 minus stigningen (cos (90-30) = 0,5) som er 14 250 x 0,5 = 7125 Newton.

Dette betyr, ifølge Newtons andre lov, at dersom Jeep var fri til å rulle det ville akselerere ned skråningen på 7,125 Newtons delt på 1450 kg som er lik 5 meter per sekund squared. Etter ett sekund av rullende, ville Jeep være å flytte 5 meter per sekund, eller 11 miles per time.

Hint

• Kontroller at du bruker vanlige vitenskapelige enheter: kilo, meter, sekunder og newtons.Use sunn fornuft når du arbeider med stigninger. Hvis bilen er skrå nedover, er det kommer til å ønske å rulle på den måten.